CN117727773B - GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 - Google Patents
GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117727773B CN117727773B CN202410166224.3A CN202410166224A CN117727773B CN 117727773 B CN117727773 B CN 117727773B CN 202410166224 A CN202410166224 A CN 202410166224A CN 117727773 B CN117727773 B CN 117727773B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- gan
- epitaxial wafer
- sub
- based hemt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 39
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件，涉及半导体器件领域。其中，GaN基HEMT外延片包括衬底，依次层叠于衬底上的高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；所述高阻层包括依次层叠于所述衬底上的第一子层和第二子层；所述第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，所述第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层。实施本发明，可有效减少漏电通道，提升器件可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件。
背景技术
GaN基HEMT器件因其具有高电子迁移率、高临界击穿电场强度、高电子饱和速度等优良特性而成为高频率和大功率开关应用的优良解决方案。实现高质量GaN功率器件的关键环节之一是生长高阻层，高阻层可以降低HEMT器件中的泄漏电流、保持电子气的二维特性、提高器件的工作频率、抑制电流崩塌效应、提高 HEMT 器件的击穿电压。传统的高阻层一般采用C或Fe掺杂的GaN层，以实现深能级受主的引入，从而实现高阻态。但是存在以下不足：Fe源具有记忆效应，会影响器件的沟道层从而恶化器件特性；C源需要额外增加成本，同时又难以控制均匀。此外，掺杂也会降低高阻层的晶体质量，这会使得高阻层在一些特定的场景下（高电流、高电压、高温度）容易复合热电子，造成沟道中二维电子气浓度降低，造成器件性能弱化，甚至失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件，其可提升高阻层电阻率，减少漏电流，提升其可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种GaN基HEMT外延片，包括衬底，依次层叠于衬底上的高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；所述高阻层包括依次层叠于所述衬底上的第一子层和第二子层；
所述第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，其周期数为5~15；所述P型AlGaN层的厚度为10nm~30nm，其掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1018cm-3，Al组分占比为0.2~0.7；所述Ga2O3层的厚度为10nm~30nm；
所述第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层，其周期数为5~15；所述BGaN层的厚度为5nm~20nm，其B组分占比为0.1~0.3；所述(AlGa)2O3层的厚度为15nm~30nm，其Al组分占比为0.2~0.7。
作为上述技术方案的改进，所述P型AlGaN层的厚度为10nm~20nm，其掺杂浓度为8×1015cm-3~1×1017cm-3，Al组分占比为0.35~0.6；
所述Ga2O3层的厚度为15nm~30nm；
所述BGaN层的厚度为5nm~12nm，其B组分占比为0.15~0.25；
所述(AlGa)2O3层的厚度为20nm~30nm，其Al组分占比为0.4~0.7。
作为上述技术方案的改进，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述P型AlGaN层中Al组分呈递减变化。
作为上述技术方案的改进，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述BGaN层中B组分呈递减变化。
作为上述技术方案的改进，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述(AlGa)2O3层中Al组分呈递增变化。
作为上述技术方案的改进，所述P型AlGaN层中Al组分占比≥0.4，且所述BGaN层中B组分占比≤0.2，以使所述BGaN层的晶格常数大于所述P型AlGaN层的晶格常数。
作为上述技术方案的改进，所述(AlGa)2O3层中Al组分占比≥0.6，以使其禁带宽度≥6.5eV。
相应的，本发明还公开了一种GaN基HEMT外延片的制备方法，用于制备上述的GaN基HEMT外延片，其包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；所述高阻层包括依次层叠于所述衬底上的第一子层和第二子层；
所述第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，所述第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层。
作为上述技术方案的改进，所述高阻层的生长温度为1000℃~1200℃，生长压力为50torr~500torr。
相应的，本发明还公开了一种GaN基HEMT器件，其包括上述的GaN基HEMT外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明的GaN基HEMT外延片中，高阻层包括第一子层和第二子层，第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层。其中，P型AlGaN层产生的空穴可以中和衬底所带来的电子，减少漏电通道；Ga2O3层禁带宽度大，峰值电压高，使得器件能够承受的峰值电压变大，抗击穿能力变强，可靠性提升；且Ga2O3层还为后续生长的第二子层提供了良好的基础，有效提升了后续第二子层的晶体质量。第二子层中的BGaN层可进一步填充缺陷，提升第二子层的晶体质量，提升抗击穿能力。(AlGa)2O3层一者带隙宽度很高，其表面由于费米能级的钉扎效应，能有效阻挡电子的迁移，大幅提升电阻率，减少漏电通道，提升器件可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例中GaN基HEMT外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中GaN基HEMT外延片的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
本发明中，“优选”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本发明保护范围的限制。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，则包括数值区间的两个端点。
为解决上述问题，本发明提供了一种GaN基HEMT外延片，如图1所示，包括衬底1，依次层叠于衬底1上的高阻层2、沟道层3、势垒层4和盖帽层5；其中，高阻层2包括依次层叠于衬底1上的第一子层21和第二子层22；第一子层21包括交替层叠的P型AlGaN层211和Ga2O3层212，第二子层22包括交替层叠的BGaN层221和(AlGa)2O3层222。
本发明的高阻层2中，P型AlGaN层211产生的空穴可以中和衬底1所带来的电子，减少漏电通道；Ga2O3层212禁带宽度大，电子跃迁势能大，峰值电压高，使得器件能够承受的峰值电压变大，抗击穿能力变强，可靠性提升。同时，由于Ga2O3层212的晶格常数大于P型AlGaN层211的晶格常数，周期性生长会积累压应力，进而缓冲衬底1所带来的张应力，提升后续各层的晶体质量。第二子层22中的BGaN层221可进一步填充缺陷，提升晶体质量，提升抗击穿能力。(AlGa)2O3层一者带隙宽度很高，其表面由于费米能级的钉扎效应，能有效阻挡电子的迁移，大幅提升电阻率，减少漏电通道，提升器件可靠性。同时，BGaN层与(AlGa)2O3层晶格常数的差异性也使得其生长会积累压应力，进一步缓冲张应力。此外，通过上述的高阻层的生长，在其顶部不会存储电荷，不会影响沟道内二维电子气的浓度，也不会俘获过多沟道层二维电子气，导致器件失效，也使得基于本发明HEMT外延片的器件可适应高压、高温等苛刻的应用场景。
其中，第一子层21的周期数为5~15，示例性的为5、8、10、12或14，但不限于此。
其中，P型AlGaN层211的厚度为10nm~30nm，示例性的为11nm、14nm、17nm、21nm、24nm或28nm，但不限于此。优选的，P型AlGaN层221的厚度为10nm~20nm。
P型AlGaN层211中掺杂元素为Mg，其掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1018cm-3，当掺杂浓度过低时，难以有效消耗来自底层的电子；掺杂浓度过高则该层晶格质量差。示例性的，P型AlGaN层211的掺杂浓度为3×1015cm-3、7×1015cm-3、9×1015cm-3、3×1016cm-3、8×1016cm-3、4×1017cm-3或8×1017cm-3，但不限于此。优选的为8×1015cm-3~1×1017cm-3。
P型AlGaN层211中Al组分的占比为0.2~0.7，示例性的为0.24、0.29、0.35、0.4、0.46、0.57、0.6或0.68，但不限于此。优选的为0.35~0.6。需要说明的是，P型AlGaN层211中Al组分的占比是指Al原子数目与Al原子、Ga原子总数的比例。
其中，Ga2O3层212的厚度为10nm~30nm，若其厚度过大，则容易使得压应力弛豫。示例性的，Ga2O3层212的厚度为12nm、14nm、18nm、20nm、21nm、24nm或27nm，但不限于此。优选的，Ga2O3层212的厚度为15nm~30nm，更优选的为18nm~24nm。
其中，第二子层22的周期数为5~15，示例性的为5、8、10、12或14，但不限于此。
其中，BGaN层221的厚度为5nm~20nm，示例性的为8nm、11nm、14nm或17nm，但不限于此。优选的为5nm~12nm。
BGaN层221中B组分的占比为0.1~0.3，示例性的为0.12、0.16、0.22或0.28，但不限于此。优选的，BGaN层221中B组分占比为0.15~0.25。需要说明的是，B组分的占比是指B原子与B原子、Ga原子总数的比例。
其中，(AlGa)2O3层222的厚度为15nm~30nm，示例性的为18nm、22nm、25nm或28nm，但不限于此。优选的为20nm~30nm。
其中，(AlGa)2O3层222中Al组分占比为0.2~0.7，示例性的为0.22、0.31、0.44、0.55、0.64或0.68，但不限于此。优选的为0.4~0.7。需要说明的是，(AlGa)2O3层222中Al组分的占比是指Al原子的数量与Al原子、Ga原子总数量的比例。
优选的，在本发明的一个实施例之中，P型AlGaN层211中Al组分占比≥0.4，且BGaN层221中B组分占比≤0.2，以使BGaN层221的晶格常数大于P型AlGaN层211的晶格常数。基于上述比例，可以调控在第一子层21和第二子层22中积累的压应力，避免因应力过大导致高阻层2在生长过程中出现开裂等缺陷。但同时又维持压应力到相对较大的水平，进而缓冲衬底冷却所带来的张应力，提升整个外延片的晶体质量；再者，合理的压应力水平还会补偿部分势垒层电场所产生的拉伸应力，避免器件损坏而产生泄漏电流。
优选的，在本发明的一个实施例之中，(AlGa)2O3层222中Al组分占比≥0.6，以使其禁带宽度≥6.5eV，当其禁带宽度较大时，在高阻层2表面积累的电荷大幅降低，基本呈中性，这使得沟道区域的二维电子气浓度增加，提升了器件的各项性能。同时，也使得热电子难以在高阻层形成陷阱，进而降低饱和漏源电流，导致器件失效。
优选的，在本发明的一个实施例之中，沿GaN基HEMT外延片的生长方向，(AlGa)2O3层222中Al组分呈递增变化，基于上述控制，不仅提升了钩道区二维电子气的浓度，还提升了泄漏电流，提升了器件可靠性。
优选的，在一个实施例之中，沿GaN基HEMT外延片的生长方向，P型AlGaN层211中Al组分呈递减变化；和/或沿GaN基HEMT外延片的生长方向，BGaN层中B组分呈递减变化。基于该控制，可积累压应力，提升器件可靠性。
其中，衬底1为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底，但不限于此。优选的为硅衬底。
其中，沟道层3为非掺杂GaN层，其厚度为200nm~500nm。
其中，势垒层4为AlGaN层，其Al组分占比为0.15~0.35，厚度为20nm~35nm。
其中，盖帽层5为GaN层或SiNx层，但不限于此。优选的为GaN层。其厚度为2nm~6nm。
相应地，参考图2，本发明还公开了一种GaN基HEMT外延片的制备方法，用于制备上述的GaN基HEMT外延片，其包括以下步骤：
S1：提供衬底；
S2：在衬底上依次生长高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；
优选的，在本发明的一个实施例之中，步骤S2包括以下步骤：
S21：在外延层上生长高阻层；
具体的，在一个实施例之中，先通过MOCVD周期性生长P型AlGaN层和Ga2O3层，得到第一子层；然后通过MOCVD周期性生长BGaN层和(AlGa)2O3层，得到第二子层，即得到高阻层。
具体的，高阻层的生长温度为1000℃~1200℃，生长压力为50torr~500torr。
S22：在高阻层上生长沟道层；
具体的，在一个实施例之中，通过MOCVD生长非掺杂GaN层，作为沟道层。其生长温度为1030℃~1100℃，生长压力为100torr~300torr。
S23：在沟道层上生长势垒层；
具体的，在一个实施例之中，通过MOCVD生长AlGaN层，作为势垒层。其生长温度为1050℃~1200℃，生长压力为100torr~300torr。
S24：在势垒层上生长盖帽层；
其中，在一个实施例之中，通过MOCVD生长GaN层，作为盖帽层。其生长温度为1020℃~1100℃，生长压力为100torr~300torr。
相应地，本发明还公开了一种GaN基HEMT器件，其包括上述的GaN基HEMT外延片，还包括栅极、漏极和源极。
下面以具体实施例进一步说明本发明：
实施例1
本实施例提供一种GaN基HEMT外延片，其包括衬底、依次层叠于衬底上的高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层。
其中，衬底为硅衬底。高阻层包括依次层叠于衬底上的第一子层和第二子层。第一子层为周期性结构，周期数为12，每个周期均包括依次层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，P型AlGaN层的厚度为15nm，其Al组分占比为0.3，且维持恒定，Mg掺杂浓度为3×1016cm-3，Ga2O3层的厚度为20nm。第二子层为周期性结构，周期数为14，每个周期均包括依次层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层。BGaN层的厚度为12nm，其B组分占比为0.25，且维持恒定。(AlGa)2O3层的厚度为24nm，其Al组分占比为0.45，且维持恒定。
其中，沟道层为非故意掺杂GaN层，其厚度为300nm。势垒层为AlGaN层，其厚度为30nm，Al组分占比为0.25。盖帽层为GaN层，其厚度为4nm。
本实施例中GaN基HEMT外延片的制备方法包括以下步骤：
（1）提供硅衬底，将硅衬底加载至MOCVD中，在1120℃下，H2气氛中处理10min。
（2）在硅衬底上生长高阻层；
具体的，先周期性生长P型AlGaN层和Ga2O3层，得到第一子层；然后周期性生长BGaN层和(AlGa)2O3层，得到第二子层，即得到高阻层。
具体的，高阻层的生长温度为1120℃，生长压力为300torr。
（3）在高阻层上生长沟道层；
其中，生长温度为1080℃，生长压力为200torr。
（4）在沟道层上生长势垒层；
其中，生长温度为1140℃，生长压力为200torr。
（5）在势垒层上生长盖帽层；
其中，生长温度为1040℃，生长压力为200torr。
实施例2
本实施例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例1的区别在于：
在第一子层中，每个P型AlGaN层中的Al组分均沿外延片生长方向呈递减变化，具体的由0.35递减至0.2，其平均Al组分占比仍维持为0.3。
在第二子层中，每个BGaN层中B组分沿外延片生长方向呈递减变化，具体有0.3递减至0.2，其平均B组分占比维持为0.25。
相应的，在该两层生长的过程中控制Al源、B源流量递减变化。
其余均与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例2的区别在于：
在第二子层中，(AlGa)2O3层中的Al组分均沿外延片生长方向呈递增变化，具体的由0.4递增至0.6，其平均Al组分占比仍维持为0.45。
相应的，在该层生长的过程中，控制Al源的流量递增变化。
其余均与实施例2相同。
实施例4
本实施例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例3的区别在于：
在第一子层中，每个P型AlGaN层中的Al组分均沿外延片生长方向呈递减变化，具体的由0.6递减至0.45，其平均Al组分占比为0.5。
在第二子层中，每个BGaN层中B组分沿外延片生长方向呈递减变化，具体由0.2递减至0.1，其平均B组分占比为0.15。
其余均与实施例3相同。
实施例5
本实施例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例4的区别在于：
在第二子层中，(AlGa)2O3层中的Al组分均沿外延片生长方向呈递增变化，具体的由0.7递增至0.8，其平均Al组分占比仍维持为0.75。
其余均与实施例4相同。
对比例1
本对比例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例1的区别在于：
高阻层为C掺杂GaN层，其C掺杂浓度为4×1018cm-3，厚度为1.5μm。其通过MOCVD生长，生长温度为1080℃，生长压力为200torr。
对比例2
本对比例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例1的区别在于：
高阻层不包括第一子层，相应的也不包括该层的制备步骤。
其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种GaN基HEMT外延片，其与实施例1的区别在于：
高阻层不包括第二子层，相应地也不包括该层的制备步骤。
其余均与实施例1相同。
将实施例1~实施例5和对比例1~对比例3得到的GaN基HEMT外延片制成HEMT器件，并测试该器件高阻层的漏电流以及沟道层二维电子气浓度，具体结果如下：
通过上述实施例与对比例的对比可知，通过采用本发明的高阻层，可有效降低漏电流，提升沟道区域二维电子气的浓度，从而提升器件的各项性能。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种GaN基HEMT外延片，包括衬底，依次层叠于衬底上的高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；其特征在于，所述高阻层包括依次层叠于所述衬底上的第一子层和第二子层；
所述第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，其周期数为5~15；所述P型AlGaN层的厚度为10nm~30nm，其掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1018cm-3，Al组分占比为0.2~0.7；所述Ga2O3层的厚度为10nm~30nm；
所述第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层，其周期数为5~15；所述BGaN层的厚度为5nm~20nm，其B组分占比为0.1~0.3；所述(AlGa)2O3层的厚度为15nm~30nm，其Al组分占比为0.2~0.7。
2.如权利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述P型AlGaN层的厚度为10nm~20nm，其掺杂浓度为8×1015cm-3~1×1017cm-3，Al组分占比为0.35~0.6；
所述Ga2O3层的厚度为15nm~30nm；
所述BGaN层的厚度为5nm~12nm，其B组分占比为0.15~0.25；
所述(AlGa)2O3层的厚度为20nm~30nm，其Al组分占比为0.4~0.7。
3.如权利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述P型AlGaN层中Al组分呈递减变化。
4.如权利要求1或3所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述BGaN层中B组分呈递减变化。
5.如权利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，沿所述GaN基HEMT外延片的生长方向，所述(AlGa)2O3层中Al组分呈递增变化。
6.如权利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述P型AlGaN层中Al组分占比≥0.4，且所述BGaN层中B组分占比≤0.2，以使所述BGaN层的晶格常数大于所述P型AlGaN层的晶格常数。
7.如权利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述(AlGa)2O3层中Al组分占比≥0.6，以使其禁带宽度≥6.5eV。
8.一种GaN基HEMT外延片的制备方法，用于制备如权利要求1~7任一项所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长高阻层、沟道层、势垒层和盖帽层；所述高阻层包括依次层叠于所述衬底上的第一子层和第二子层；
所述第一子层包括交替层叠的P型AlGaN层和Ga2O3层，所述第二子层包括交替层叠的BGaN层和(AlGa)2O3层。
9.如权利要求8所述的GaN基HEMT外延片的制备方法，其特征在于，所述高阻层的生长温度为1000℃~1200℃，生长压力为50torr~500torr。
10.一种GaN基HEMT器件，其特征在于，包括如权利要求1~7任一项所述的GaN基HEMT外延片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410166224.3A CN117727773B (zh) | 2024-02-06 | 2024-02-06 | GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410166224.3A CN117727773B (zh) | 2024-02-06 | 2024-02-06 | GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117727773A CN117727773A (zh) | 2024-03-19 |
| CN117727773B true CN117727773B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=90201955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410166224.3A Active CN117727773B (zh) | 2024-02-06 | 2024-02-06 | GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117727773B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109344A (ja) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子および窒化物半導体パッケージ |
| CN207116408U (zh) * | 2017-08-14 | 2018-03-16 | 罗博特科智能科技股份有限公司 | 一种石墨舟硅片批量吸取装置 |
| CN111223777A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 南通大学 | GaN基HEMT器件及其制作方法 |
| WO2023024549A1 (zh) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司 | GaN基HEMT器件、器件外延结构及其制备方法 |
| CN116314496A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法、led |
| CN117153878A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 江西兆驰半导体有限公司 | Hemt外延结构及其制备方法、hemt器件 |
| CN117457714A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-26 | 江西兆驰半导体有限公司 | Hemt外延片及其制备方法、hemt |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016053999A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Dielectric structures for nitride semiconductor devices |
| CN112216742B (zh) * | 2020-08-28 | 2023-03-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 氮化镓基高电子迁移率晶体管外延片及其制备方法 |
-
2024
- 2024-02-06 CN CN202410166224.3A patent/CN117727773B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109344A (ja) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子および窒化物半導体パッケージ |
| CN207116408U (zh) * | 2017-08-14 | 2018-03-16 | 罗博特科智能科技股份有限公司 | 一种石墨舟硅片批量吸取装置 |
| CN111223777A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 南通大学 | GaN基HEMT器件及其制作方法 |
| WO2023024549A1 (zh) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司 | GaN基HEMT器件、器件外延结构及其制备方法 |
| CN116314496A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管外延片及其制备方法、led |
| CN117457714A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-26 | 江西兆驰半导体有限公司 | Hemt外延片及其制备方法、hemt |
| CN117153878A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 江西兆驰半导体有限公司 | Hemt外延结构及其制备方法、hemt器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117727773A (zh) | 2024-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE44538E1 (en) | Indium gallium nitride channel high electron mobility transistors, and method of making the same | |
| EP3311414B1 (en) | Doped barrier layers in epitaxial group iii nitrides | |
| CN112701160B (zh) | 氮化镓基高电子迁移率晶体管外延片及其制备方法 | |
| US9312341B2 (en) | Compound semiconductor device, power source device and high frequency amplifier and method for manufacturing the same | |
| JP4912558B2 (ja) | 半導体構造体 | |
| WO2019106843A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、半導体装置 | |
| CN109742140B (zh) | 具有单边渐变多量子阱的高阻氮化镓基缓冲层及制备方法 | |
| CN115224171A (zh) | 高光效发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 | |
| CN108767008B (zh) | 一种具有高阻GaN缓冲层的HEMT及其制备方法 | |
| CN115101585A (zh) | 氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法 | |
| CN117012809B (zh) | 氮化镓基高电子迁移率晶体管外延片及其制备方法、hemt | |
| CN113659047B (zh) | 一种外延结构和发光二极管 | |
| CN117153878B (zh) | Hemt外延结构及其制备方法、hemt器件 | |
| CN212676277U (zh) | 一种新型AlGaN基多沟道场效应晶体管 | |
| CN111009468A (zh) | 一种半导体异质结构制备方法及其用途 | |
| CN110429128B (zh) | 一种低势垒多量子阱高阻缓冲层外延结构及其制备方法 | |
| CN117727773B (zh) | GaN基HEMT外延片及其制备方法、HEMT器件 | |
| CN116741822A (zh) | 高电子迁移率晶体管外延结构及制备方法、hemt器件 | |
| KR102077674B1 (ko) | 질화물 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
| CN111009579A (zh) | 半导体异质结构及半导体器件 | |
| CN111584626B (zh) | 一种增强型hemt器件结构及其制备方法 | |
| WO2012029291A1 (ja) | 半導体基板および絶縁ゲート型電界効果トランジスタ | |
| CN117352537B (zh) | 氮化镓基高电子迁移率晶体管外延片及其制备方法、hemt | |
| CN113659006B (zh) | 一种基于第三代半导体GaN材料的HEMT外延器件及其生长方法 | |
| CN116936631B (zh) | 一种氮化镓基晶体管的外延结构及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |